(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
充電電流を出力する出力制御回路と、
前記出力制御回路から前記充電電流を入力する入力端子と、前記充電電流を出力する出力端子と、フォトカプラ制御端子とを有し、前記充電電流の充電電流値を検出する抵抗を内蔵している充電制御ＩＣと、
前記入力端子に接続された減流抵抗と、
前記減流抵抗にアノード側が接続され、前記フォトカプラ制御端子にカソード側が接続されたフォトカプラとを備え、
前記充電制御ＩＣは、前記フォトカプラ制御端子の電位であるフォトカプラ制御電圧を制御し、前記フォトカプラ制御電圧と前記入力端子の電位であるＶＣＣ電圧と前記減流抵抗とによって前記フォトカプラへ流れる充電電流制御信号電流で、前記出力制御回路を制御して前記充電電流を一定にし、
前記充電制御ＩＣは、前記ＶＣＣ電圧と前記フォトカプラ制御電圧との電位差が設定値以下となった時、充電電流値に過電流が発生していると判断し、前記フォトカプラ制御電圧を０Ｖへと制御し、前記充電電流制御信号電流で前記出力制御回路を制御して前記充電電流を０ｍＡとすることを特徴とする二次電池の充電装置。
【請求項２】
充電電流を出力する出力制御回路と、
前記出力制御回路から前記充電電流を入力する入力端子と、前記充電電流を出力する出力端子とを有し、前記充電電流の充電電流値を検出する抵抗を内蔵し、前記入力端子と出力端子の電位差を検出する充電制御ＩＣとを備え、
前記充電制御ＩＣは、前記電位差が予め設定されている基準電圧と同等値になるように制御し、前記出力制御回路を制御して前記充電電流を一定にし、
前記充電制御ＩＣは、前記電位差が大きくなったことを検出することによって、充電装置内部部品の異常により過電流が発生したことを検出し、当該充電制御ＩＣ内部にある充電スイッチをオフするように制御し、前記充電電流を二次電池に出力しないことを特徴とする二次電池の充電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、充電電流を出力オン、出力オフを制御するためのトランジスタ及び、充電電流を制御するための充電電流値を検出する抵抗を充電制御ＩＣ内部に内蔵している充電制御ＩＣを搭載しているリチウム電池の電池パックを充電する充電装置において、その充電電流を検出している充電制御ＩＣの端子がショートされ充電電流を検出できなくなり充電電流に正常値よりも高い過電流が発生した場合においても、その端子のショートを検出する事によって、充電している電池の安全性を高める機能に関する発明である。
【背景技術】
【０００２】
近年、ポータブルオーディオやデジタルスチルカメラといった携帯可能な電子機器の市場が急速に伸びている。その中で、携帯型電子機器に電源を供給するため、充電して再利用可能な二次電池は重要な役割を担っており、その二次電池を充電するための充電装置についても、充電する二次電池を安全に充電できるシステムを強く求められている。一方、市場の増加に伴い、充電装置の価格競争は厳しい状況となり、市場においてコスト合理化を計るため、充電装置内部の各部品を集積化する傾向が強まっている。
【０００３】
そのような状況の中、市場の充電装置の回路構成は、充電電流の出力オン、出力オフを制御していたトランジスタ、及び充電電流値を制御していた充電電流値の検出抵抗等の高価であり、かつ大型部品を、充電制御ＩＣ内部に取り込んだ充電制御ＩＣを搭載した充電装置が主流となりつつある。
【０００４】
以下にその従来の充電装置に関する回路構成について図２を使用して説明する。
【０００５】
図２は、充電装置の回路簡略図である。１は一次側回路、２は出力制御回路、３はトランス、４はダイオード、５は平滑コンデンサ、６は減流抵抗、７はフォトカプラ、８は充電制御ＩＣ、９は充電端子＋、１０は充電端子−、１１は電池パック、１２は充電装置、１３は充電電流、１４は充電制御ＩＣの充電電流入力端子、１５は充電制御ＩＣの充電電流出力端子、１６は充電制御ＩＣのＧＮＤ端子、１７は充電制御ＩＣのフォトカプラ制御端子、１８は充電電流制御信号電流、１９は充電制御ＩＣのＶＣＣ電圧、２０は充電制御ＩＣのフォトカプラ制御電圧である。
【０００６】
本充電装置は、一次側回路１からの電力をトランス３によってパルス状の出力電流に変換し、そのパルス状の出力電流をダイオード４及び平滑コンデンサ５によって直流電流である充電電流へ変換する。その充電電流は、充電制御ＩＣの充電電流入力端子１４から、充電制御ＩＣ８へ入力され、その電流値を充電制御ＩＣ８にて検出される。そして充電電流は充電制御ＩＣの充電電流出力端子１５から出力され、充電端子＋９を介して、電池パック１１を充電する。
【０００７】
また充電制御ＩＣ８に入力された充電電流値の制御方法は充電制御ＩＣの充電電流入力端子１４と充電制御ＩＣの充電電流出力端子１５の電位差を検出する事によってその検出電圧が予め充電制御ＩＣ８の内部で設定されている基準電圧と同等値になるように充電制御ＩＣ８は充電制御ＩＣのフォトカプラ制御端子１７の出力電圧である充電制御ＩＣのフォトカプラ制御電圧２０を制御しその充電制御ＩＣのフォトカプラ制御電圧２０と充電制御ＩＣ８のＶＣＣ電圧と減流抵抗６によってフォトカプラ７へ流れる充電電流制御信号電流１８を制御する事によって一次側回路１の出力制御回路２を制御し、充電電流１３を一定になるようにしている。
【０００８】
また、充電制御ＩＣ８は、充電装置内部部品の異常により過電流が発生した場合においても、その過電流によって充電制御ＩＣの充電電流入力端子１４と充電制御ＩＣの充電電流出力端子１５の電位差が大きくなった事を検出し、充電制御ＩＣ８内部にある充電スイッチをオフする事により過電流が電池パック１１に出力しないように制御する事が可能となっている。
【０００９】
しかしながら、充電制御ＩＣの充電電流入力端子１４と充電制御ＩＣの充電電流出力端子１５の電位差を充電電流値として検出するといった検出方法にした事と、異常時に充電電流を停止させる充電スイッチを充電制御ＩＣ８内部に取り込んだ事により充電制御ＩＣの充電電流入力端子１４と充電制御ＩＣの充電電流出力端子１５がショートした場合、その検出電圧は０Ｖとなる事から充電制御ＩＣ８は充電電流が発生していないと判断し、出力制御回路２へより多くの出力電流が発生するように充電制御ＩＣのフォトカプラ制御電圧２０を制御させ、過電流が発生する。
【００１０】
図３は従来の充電制御ＩＣの充電電流入力端子１４と充電制御ＩＣの充電電流出力端子１５ショート時の各電圧及び充電電流の動作である。この詳細を説明する。
【００１１】
Ａの領域は、充電制御ＩＣの充電電流入力端子１４と充電制御ＩＣの充電電流出力端子１５がショートしていない正常な領域である。この状態においては、充電電流値を、充電制御ＩＣの充電電流入力端子１４と充電制御ＩＣの充電電流出力端子１５電位差で検出し、その検出電圧を正常に充電制御ＩＣのフォトカプラ制御電圧２０を制御し、充電電流１３を一定になるようにしている。
【００１２】
Ｂの領域は、充電制御ＩＣの充電電流入力端子１４と充電制御ＩＣの充電電流出力端子１５がショートした場合の領域である。この状態においては、充電制御ＩＣの充電電流入力端子１４と充電制御ＩＣの充電電流出力端子１５電位差が０Ｖとなるため、充電制御ＩＣ８は充電電流が発生していないと判断し、出力制御回路２へより多くの出力電流が発生するように充電制御ＩＣのフォトカプラ制御電圧２０をＶＣＣ電圧とほぼ同じ電圧となるように制御させてしまい、過電流を発生させてしまう。そして継続して過電流が、電池パック１１へ出力し続けてしまう。
【特許文献１】特開２００４−３１１５３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、前記従来の装置では、充電電流の出力オン、出力オフを制御していたトランジスタ、及び充電電流値を制御していた充電電流値の検出抵抗を取り込んだ充電制御ＩＣの端子がショートされた事を検出する機能を充電制御ＩＣ内部に搭載し、充電制御ＩＣの端子がショートされ、充電電流が正常値よりも高い過電流が発生した時に、充電電流を停止し、充電している二次電池の安全性を確保する機能を有しており、また、従来のＩＣの端子間ショート等によって上述した様な意図としない現象の発生の対応では、ＩＣの端子間に空き端子を設ける事によって、ＩＣの端子間が半田ブリッジにより端子間ショートさせず、過電流発生等の異常動作発生を防止するといった技術が知られている。
【００１４】
しかしながら、これらの技術では、半田ブリッジによるＩＣの端子間ショートを防止し、過電流発生等の異常動作を防止する事は可能であるが、例えば、ＩＣに故障等によりＩＣの内部で端子間がショートした場合、あるいは半田ブリッジによって、空き端子を越えた状態でＩＣの端子がショートした場合については、対応する事ができず、過電流発生等の異常動作を発生させてしまう課題がある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
充電電流を出力する出力制御回路と、前記出力制御回路から前記充電電流を入力する入力端子と、前記充電電流を出力する出力端子と、フォトカプラ制御端子とを有し、前記充電電流の充電電流値を検出する抵抗を内蔵している充電制御ＩＣと、前記入力端子に接続された減流抵抗と、前記減流抵抗にアノード側が接続され、前記フォトカプラ制御端子にカソード側が接続されたフォトカプラとを備え、前記充電制御ＩＣは、前記フォトカプラ制御端子の電位であるフォトカプラ制御電圧を制御し、前記フォトカプラ制御電圧と前記入力端子の電位であるＶＣＣ電圧と前記減流抵抗とによって前記フォトカプラへ流れる充電電流制御信号電流で、前記出力制御回路を制御して前記充電電流を一定にし、前記充電制御ＩＣは、前記ＶＣＣ電圧と前記フォトカプラ制御電圧との電位差が設定値以下となった時、充電電流値に過電流が発生していると判断し、前記フォトカプラ制御電圧を０Ｖへと制御し、前記充電電流制御信号電流で前記出力制御回路を制御して前記充電電流を０ｍＡとすることを特徴とする二次電池の充電装置である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によると、充電電流の出力オン、出力オフを制御していたトランジスタ、及び充電電流値を制御していた充電電流値の検出抵抗を取り込んだ充電制御ＩＣの入出力端子がショートされた事を検出する事によって、過電流を継続発生させず、充電電流を停止し、充電している二次電池の安全性を確保する事ができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施例として図１を用いて説明する。
【００１８】
ただし、以下に示す実施例は、本発明を具体的に説明するものであって、本発明は充電装置、充電方法を以下のものに特定しない。
【００１９】
本充電装置は、一次側回路１からの電力をトランス３によってパルス状の出力電流に変換し、そのパルス状の出力電流をダイオード４及び平滑コンデンサ５によって直流電流である充電電流へ変換する。その充電電流は、充電制御ＩＣの充電電流入力端子１４から、充電制御ＩＣ８へ入力され、その電流値を充電制御ＩＣ８にて検出される。
【００２０】
そして充電電流は充電制御ＩＣの充電電流出力端子１５から出力され、充電端子＋９を介して、電池パック１１を充電する。また充電制御ＩＣ８に入力された充電電流値の制御方法は充電制御ＩＣの充電電流入力端子１４と充電制御ＩＣの充電電流出力端子１５の電位差を検出する事によってその検出電圧が予め充電制御ＩＣ８の内部で設定されている基準電圧と同等値になるように充電制御ＩＣ８は充電制御ＩＣのフォトカプラ制御端子１７の出力電圧である充電制御ＩＣのフォトカプラ制御電圧２０を制御しその充電制御ＩＣのフォトカプラ制御電圧２０と充電制御ＩＣ８のＶＣＣ電圧と減流抵抗６によってフォトカプラ７へ流れる充電電流制御信号電流１８を制御する事によって一次側回路１の出力制御  回路２を制御し、充電電流１３を一定になるようにしている。
【００２１】
また、充電制御ＩＣ８は、充電装置内部部品の異常により過電流が発生した場合においても、その過電流によって充電制御ＩＣの充電電流入力端子１４と充電制御ＩＣの充電電流出力端子１５の電位差が大きくなった事を検出し、充電制御ＩＣ８内部にある充電スイッチをオフする事により過電流が電池パック１１に出力しないように制御する事が可能となっている。
【００２２】
さらに充電制御ＩＣのＶＣＣ電圧１９と充電制御ＩＣのフォトカプラ制御電圧２０の電位差が一定値以下となった時、充電制御ＩＣ８は充電電流値に過電流が発生していると判断し、フォトカプラ制御端子１７の出力電圧であるフォトカプラ制御電圧２０を０Ｖへと制御する。
【００２３】
この制御により、充電制御ＩＣのフォトカプラ制御電圧２０と充電制御ＩＣ８のＶＣＣ電圧と減流抵抗６によって設定されるフォトカプラ７へ流れる充電電流制御信号電流１８は、充電電流を０ｍＡとするように出力制御回路２を制御させる事が可能となり過電流を継続発生させず、充電電流を停止し、充電している二次電池の安全性を確保する事が可能となる。
【００２４】
また、図１に本発明の充電制御ＩＣの充電電流入力端子１４と充電制御ＩＣの充電電流出力端子１５ショート時の各電圧及び充電電流の動作について詳細を説明する。
【００２５】
Ａの領域は、従来の動作と同じ様に、充電制御ＩＣの充電電流入力端子１４と充電制御ＩＣの充電電流出力端子１５がショートしていない正常な領域である。この状態においては、充電電流値を、充電制御ＩＣの充電電流入力端子１４と充電制御ＩＣの充電電流出力端子１５電位差で検出し、その検出電圧を正常に充電制御ＩＣのフォトカプラ制御電圧２０を制御し、充電電流１３を一定になるようにしている。
【００２６】
一方、Ｂの領域は、充電制御ＩＣの充電電流入力端子１４と充電制御ＩＣの充電電流出力端子１５がショートした場合の領域である。この状態においては、充電制御ＩＣの充電電流入力端子１４と充電制御ＩＣの充電電流出力端子１５電位差が０Ｖとなるため、充電制御ＩＣ８は充電電流が発生していないと判断し、出力制御回路２へより多くの出力電流が発生するように充電制御ＩＣのフォトカプラ制御電圧２０をＶＣＣ電圧とほぼ同じ電圧となるように制御させ、過電流を発生する。
【００２７】
しかしながら本発明のＶＣＣ電圧とフォトカプラ電圧を検出し、その電圧値を比較する機能により、ＶＣＣ電圧とフォトカプラ電圧がほぼ等しい電圧値となった一定の検出期間の後、充電制御ＩＣ８は充電制御ＩＣのフォトカプラ端子電圧を０Ｖとし、充電制御ＩＣのフォトカプラ制御電圧２０と充電制御ＩＣ８のＶＣＣ電圧と減流抵抗６によって設定されるフォトカプラ７へ流れる充電電流制御信号電流１８を、充電電流を０ｍＡとするように出力制御回路２を制御させ、充電電流を停止し、充電している二次電池の安全性を確保する事が可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本発明にかかる充電装置は、充電電流検出機能及び充電電流の出力スイッチを内蔵した充電制御ＩＣを搭載した充電装置において、その充電電流を検出している充電制御ＩＣの端子がショートされ充電電流を検出できなくなり充電電流に正常値よりも高い過電流が発生した場合においても、充電制御ＩＣの端子がショートされた事を検出し、充電電流を停止する事により、充電している二次電池の安全を確保する事ができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の充電制御ＩＣの充電電流入力端子と充電電流出力端子のショート時における充電電流値と各電圧値の説明図
【図２】充電装置の回路構成図
【図３】従来の充電制御ＩＣの充電電流入力端子と充電電流出力端子のショート時における充電電流値と各電圧値の説明図
【符号の説明】
【００３０】
１    一次側回路
２    出力制御回路
３    トランス
４    ダイオード
５    平滑コンデンサ
６    減流抵抗
７    フォトカプラ
８    充電制御ＩＣ
９    充電端子＋
１０  充電端子−
１１  電池パック
１２  充電装置
１３  充電電流
１４  充電制御ＩＣの充電電流入力端子
１５  充電制御ＩＣの充電電流出力端子
１６  充電制御ＩＣのＧＮＤ端子
１７  充電制御ＩＣのフォトカプラ制御端子
１８  充電電流制御信号電流
１９  充電制御ＩＣのＶＣＣ電圧
２０  充電制御ＩＣのフォトカプラ制御電圧
【図１】
0005556048.tif 000002
【図２】
0005556048.tif 000003
【図３】
0005556048.tif 000004